KD 3.5 Mengidentifikasi jenis-jenis kabel fiber optic

Konsep Teknologi Jaringan Fiber Optik pada Jaringan Komputer

 

A. Pengertian Fiber Optik 

Fiber optik diartikan secara umum merupakan sebuah jaringan kabel yang terbuat dari bahan serat kaca. Jika dihubungkan dengan tekonologi jaringan, fiber optik digunakan sebagai media untuk mentransmisi arus data secara terarah (wireline).

 

Karakterisitik utama dari fiber optik, yakni memiliki inti yang terbuat dari serat kaca dan memiliki beberapa lapisan yang tentunya tiap lapisan memiliki fungsi masing-masing.

Berikut ini merupakan komponen yang membentuk karakteristik dari fiber optik:

 

 

 

1). Inti, Pada bagian inti jenis serat kaca berpernaruh pada kualitas dari kabel fiber optik itu sendiri. Diameter inti serat optik memiliki ukuran yang berbeda-beda, antara 2 μm hingga 50 μm. Lebih besar diameter inti serat kaca maka akan semaik baik pula kualitas dan kemampuan si fiber optik ini.

2). Cladding, untuk bagian ini adalah komponen yang terbuat dari kaca dan memiliki fungsi sebagai pelindung inti fiber optik. Bagian ini sering disebut juga sebagai jaket Cladding dan untuk diameternya antara5 μm – 250 μm. Selain sebagai pelindung inti, cladding juga berfungsi memancarkan cahaya dari luar kepada inti.

3). Coating, lapisan ini juga sering disebut sebagai mantel, berbedadengan inti dan cladding yang terbuat dari kaca, untuk lapisan ini terbuat dari bahan plastik. Fungsi dari mantel ini adalah untuk melindungi gangguan dari luar seperti lengkungan kabel dan kelembaban udara yang dapat mengakibatkan kerusakan pada lapisan dalam. Setiap mantel memiliki warna yang berbeda-beda, tujuannya agar dapat mempermudah penyusunan urutan core.

4). Streight Member & Outer Jacket, Perlindungan utama berawal dari lapisan ini. lapisan strength member dan outer jacket merupakan lapisan terluar dari kabel fiber optik, fungsinya jelas untuk melindungi inti kabel fiber optikdari gangguan secara langsung.

B. Jenis Kabel Fiber Optik 

Kabel fiber optik sendiri memiliki dua jenis, yaitu :

 

1. Single Mode, yaitu kabel fiber optik

yang memiliki intilebih kecil dengan ukuran 9 micron. Memiliki fungsi untuk mengirimkan sinar laser inframerah (panjang gelombang 1300-1550 nm) yang hanya bisa menyebarkan cahaya melalui satu inti pada suatu waktu.

2. Multimode, sedangkan multimode digunakan untuk tujuan komersial. Memiliki inti yang lebih besar dan memungkinkan ratusan modus cahaya tersebar melalui serat dalam waktu yang bersamaan. Untuk diameternya, multimode memiliki diameter 62.5 micron dan memiliki fungsi mengantarkah sinar inframerah dengan panjang gelombang 85.

Karakteristik dan ciri-ciri media tipe ini adalah :

1.Maks. Bandwith 100 Mbps ~ 1 Gbps

2.Maks. kabel 2000 meter3.Soket ST (Spring Loaded Twist)

4.Topologi fisik Bus & Star

5.Instalasi paling rumit

C. Fungsi Fiber Optik

Fungsi kabel Fiber optik adalah mengarahkan gelombang cahaya dalam satu arah lewat proses terjadinya pembiasan cahaya. Kabel Fiber Optik banyak digunakan pada jaringan WAN untuk komunikasi suara dan data.Kabel jenis ini tidak terpengaruh dengan gangguan elektromagnet dan sangat sesuai digunakan di kawasan yang banyak gangguan elektromagnet dan jarak yang jauh.Kabel fiber optik mendukung transmisi data berkecepatan tinggi tidak sama halnya dengan kabel tembaga sepertikabel UTP.

D. Kelebihan menggunakan Fiber Optik : 

1. Bahannya tidak bisa berkarat
2. Memiliki ukuran yang kecil, ringan dan fleksibel
3. Tidak terganggu dengan gangguan gelombang elektrik
4. Tidak menggunakan energi elemen api atau listrik sehinggatidak menyebabkan kebakaran
5. Jika dibandingkan dengan transmisi jenis tembaga, fiber optik membutuhkan dana yang lebih hemat

E. Kekurangan Kabel Jaringan Fiber Optik 

1. Harga kabel jaringan fiber optik masih terlalu mahal, terutama jika dibandingkan dengan kabel jaringan lainnya seperti kabel UTP yang terkenal murah meriah.
2. Dalam proses instalasi kabel jaringa fiber optik diperlukan beberapa alat khusus berupa perangkat elektronik yang untuk saat ini memang masih sangat mahal. Alhasil tidak semua orang bisa ataupun mau menggunakan kabel ini sebagai media pendukung dalam instalasi sebuah jaringan komputer.
3. Dalam proses pengiriman sinyal,karena harus dilakukan perubahansinyal listrik ke sinyal optik terlebih dahulu maka kabel jaringan fiber optik menunut adanya sumber cahaya yang kuat untuk melakukan pen-sinyalan seperti alat pembangkit listrik eksternal.
4. Jika rusak, perbaikan instalasi kabel jaringan fiber optik yang kompleks memerlukan tenaga yangahli di bidang ini.
5. Kabel jaringan fiber optik ditakutkan bisa menyerap hidrogen sehingga dapat menyebabkan loss data.

F. Tipe Kabel Fiber Optik Menurut Aplikasi Standar.

1. Tight Buffer (Indoor/Outdoor)
2. Breakout Cable (Indoor/Outdoor)
3. Aerial Cable/Self-Supporting
4. Hybrid & Composite Cable
5. Armored Cable
6. Low Smoke Zero Halogen (LSZH)
7. Simplex cable
8. Zipcord cable

Variabel	Single-Mode	Multi-Mode
Besar diameter core	5-10 mikrometer	50, 62.5 dan 100 mikrometer
Jenis cahaya	Laser infrared	LED
Banyak pancaran cahaya	Satu	Beberapa
Jenis pancaran cahaya	1319 dan 1510 Nanometer	850 dan 1300 nanometer
Jarak pancaran cahaya	30-100 kilometer	500 meter - 2 Kilometer
Bandwidth	Up to 10 Gbps	Up to 1Gbps
Biaya	Cenderung lebih mahal	Cenderung lebih murah

G. Lima komponen utamma dalam sistem komunikasi Fiber Optik adalah sebagai berikut :

1. Cahaya Pembawa Informasi.

Inilah sumber asal-muasal terjadinya sistem komunikasi fiber optik. Cahaya, komponenalam yang memiliki banyak kelebihan ini dimanfaatkan dengan begitu pintarnya untuk membawa data dengan kecepatan dan bandwidth yang sangat tinggi. Semua kelebihan dari cahaya seakan-akan dimanfaatkan di sini. Cahaya yang berkecepatan tinggi, cahaya yang kebal terhadap gangguan-gangguan, cahaya yang mampu berjalan jauh, semuanya akan Anda rasakan dengan menggunakan media fiber optik ini.

2. Optical Transmitter (Pemancar).

Optical transmitter merupakan sebuah komponen yang bertugasuntuk mengirimkan sinyal-sinyal cahaya ke dalam media pembawanya. Di dalam komponen ini terjadi proses mengubah sinyal-sinyal elektronik analog maupun digital menjadi sebuah bentuk sinyal-sinyal cahaya. Sinyal inilah yang kemudian bertugas sebagai sinyal korespondensi untuk data Anda. Optical transmitter secara fisik sangat dekat dengan media fiber optic pada penggunaannya. Dan bahkan optical transmitter dilengkapi dengan sebuah lensa yang akan memfokuskancahaya ke dalam media fiber optik tersebut. Sumber cahaya dari komponen ini bisa bermacam-macam.Sumber cahaya yang biasanya digunakan adalah Light Emitting Dioda (LED)atau solid state laser dioda. Sumbercahaya yang menggunakan LED lebih sedikit mengonsumsi daya dari pada laser. Namun sebagai konsekuensinya, sinar yang dipancarkan oleh LED tidak dapat menempuh jarak sejauh laser.

3. Kabel Fiber optik 

Komponen inilah yang merupakan pemeran utama dalam sistem ini. Kabel fiber optik biasanya terdiri dari satu atau lebih fiber optik yang akan bertugasuntuk memandu cahaya-cahaya tadi darilokasi asalnya hingga sampai ke tujuan. Kabel fiber optic secara konstruksi hampir menyerupai kabel listrik, hanya saja ada sedikit tambahan proteksi untukmelindungi transmisi cahaya. Biasanya kabel fiber optic juga bisa disambung, namun dengan proses yang sangat rumit. Proses penyambungan kabel ini sering disebut dengan istilahsplicing.

4. Optical regenerator / amplifier / repeater.

Optical regenerator atau dalam bahasa Indonesianya penguat sinyal cahaya, sebenarnya merupakan komponen yang tidak perlu ada ketika Anda menggunakan media fiber optik dalam jarak dekat saja.Sinyal cahaya yang Anda kirimkan baru akan mengalami degradasi dalam jarak kurang lebih 1 km. Maka dari itu,jika Anda memang bermain dalam jarak jauh, komponen ini menjadi komponen utama juga. Biasanya optical generator disambungkan di tengah-tengah media fiber optik untuk lebih menguatkan sinyal-sinyal yang lemah.

5. Optical receiver (Penerima)

Optical receiver memiliki tugas untuk menangkap semua cahaya yang dikirimkan oleh optical transmitter. Setelah cahaya ditangkap dari media fiber optic, maka sinyal ini akan didecode menjadi sinyal-sinyal digital yang tidak lain adalah informasi yang dikirimkan. Setelah di-decode, sinyal listrik digital tadi dikirimkan ke sistem pemrosesnya seperti misalnya ke televisi, ke perangkat komputer, ke telepon, dan banyak lagi perangkat digital lainnya. Biasanya opticalreceiver ini adalah berupa sensor cahaya seperti photocell atauphotodiodeyang sangat peka dan sensitif terhadap perubahan cahaya.

 

 

H. Desain kabel FO dan cara instalasinya

 

Sedangkan berdasarkan desain kabel FO dan cara instalasinya, kabel fiber optik dapat dikelompokkan sebagai berikut:

 

1. Duct Cable
Kabel duct adalah kabel fiber optik yang instalasinya menggunakan pelindung pipa duct/subduct, kabel ini dipendam dalam tanah (underground). Metode pemasangannya dengan cara galian terbuka (open trench) ataupun boring rojok (manual borring).

 

 

2. Direct Buried Cable
Direct Buried Cable atau kabel Tanam langsung, merupakan kabel fiber optik yang instalasinya dipendam dalam tanah (underground) dengan metode galian terbuka (open trench) kabel digelar langsung tanpa menggunakan duct/subduct. Jacketing kabel ini didesain lebih tebal daripada kabel duct.

 

3. Aerial Cable (Kabel Udara)
Merupakan kabel fiber optik yang instalasinya menggantung diudara (aerial). Metode pemasangannya kabel digantung diantara tiang-tiang penyangga,Terdapat 3 jenis kabel Udara yaitu Figure 8, ADSS dan

4. Submarine Cable (Kabel Laut) 

Submarine Cable adalah kabel fiber optik yang instalasinya ditanam di dasar laut. Tipe kabel submarine dibedakan atas lapisan pelindung (steel wire) yang digunakan yaitu Light Weight Cable, Single Armoured Cable, Double Armoured Cable.

5. Indoor Cable (Kabel Rumah)

 

Kabel fiber optik yang diimplementasikan didalam bangunan / gedung. Untuk setiap project instalasi Fiber Optik Indoor yang biasa dilakukan, instalasinya dengan cara terstruktur atau lebih dikenal dengan istilah Structured Cabling, yang mengacu pada standarisasi sistem perkabelan yang baik dan benar, menggunakan media Rackmount Enclosure, Wiring Management dan Patch Cord dengan kualitas yang baik dan bersertifikasi internasional.

I. Karakteristik dan Cara Kerja Fiber Optik

1. Karakteristik Fiber Optik

Setelah mengenal karakteristik secara umum pada KD sebelumnya, maka sebaiknya mengenal karakteristik tertentu pada fiber optik yang diantaranya adalah:

a. Karakteristik Mekanis

• Fiber Bending (Tekukan Serat), tekukan serat yang berlebihan (terlalu kecil) dapat mengakibatkan bertambahnya optical loss;
• Cable Bending (Tekukan Kabel), tekukan kabel pada saat instalasi harus di jaga agar tidak terlalu kecil, karena hal ini dapat merusak serat sehingga menambah optical loss;
• Crush, tekanan yang berlebihan dapat mengakibatkan serat retak/patah, sehingga dapat menaikkan optical loss;
• Impact adalah beban dengan berat tertentu yang dijatuhkan dan mengenai kabel optik. Berat beban yang berlebihan dapat mengakibatkan serat retak/patah, sehingga dapat menaikkan optical loss;
• Cable Torsion, torsi yang diberian kepada kabel dapat merusak selubung kabel dan serat.

b. Karakteristik Berdasarkan Kondisi Lingkungan

• Kondisi operasi, serat pada kabel harus dapat beroperasi pada  temperatur 70°;
• Gas Hidrogen, gas hidrogen dapat masuk kedalam silica glass dan  menaikkan optical loss;
• Perembesan Air (Water Penetration), perembasan air dapat merusak kedalam silica glass dan menaikkan optical loss;
• Vibrasi, goncangan yang berlebihan dapat mempengaruhi kestabilan kabel.

2. Cara Kerja Fiber Optik

Fiber optik memiliki cara kerjanya sendiri yang membedakannya dengan kabel twisted pair atau kabel coaxial. Kabel fiber optik dibuat dari serat kaca dan dilapisi dengan kaca bukan tanpa sebab karena kabel ini mengubah sinyal listrik menjadi gelombang cahaya dengan fungsi cermin di dalam kabel. Dengan kemampuan untuk mengkonversi sinyal listrik, maka fiber optik memiliki kelebihan untuk mengurangi efek terhadap gangguan gelombang frekuensi elektrik. Maka dari itu fiber optik sangat cocok digunakan untuk ditempatkan di area dengan gelombang elektrik tinggi. Menggunakan gelombang cahaya yang dilakukan oleh fiber optik juga bisa mengirimkan informasi yang lebih banyak dan menyalurkannya ke jarak yang lebih jauh. dibandingkan dengan kabel yang menggunakan transmisi sinyal listrik. Hal ini dikarenakan cahaya yang memantul pada kabel fiber optik dipantulkan ke dalam jaringan kabel dan menghasilkan total internal reflection di mana cahaya dipantulka ke serat dengan sudut yang rendah. Dengan demikian penggunaan kabel fiber optik akan sangat menguntungkan bagi perusahaan atau instansi Anda, atau bahkan koneksi rumah jika Anda membutuhkan koneksi yang lebih stabil dan dapat diandalkan. Indeks bias sama dengan kecapatan cahaya didalam ruang hampa (vakum) dibagi oleh kecepatan cahaya di dalam medium. Kecapatan cahaya di udara kira-kira 3.108 m/s dan di air kira-kira 2,3.108 m/s, sehingga di dapat indeks bias air 1,3.

J. Konstruksi Fiber Optik

Ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi oleh serat optik untuk dapat digunakan. Dertama, tidak putus saat gaya rentang (tensile force) bekerja pada serat optik. Kedua, tidak mengalami perubahan kualitas perambatan cahaya akibat tekanan dari samping, seperti microbending. Dan terakhir, serat optik ditempatkan secara khusus di dalam kabel optik dan pada sambungan serat optik harus diberi penguat. Untuk memenuhi persyaratan tersebut, kabel optik mempunyai beberapa kontruksi yang berbeda sesuai dengan kondisi label diletakkan. Kontruksi kabel fiber optik antara lain adalah:

1. Bagian luar disebut outer PE Jacket;
2. Rip Cord benang pengupas outer maupun inner PE Jacket;
3. Aramid Yarn berfungsi untuk memperkuat kabel dan melindungi panas;
4. Gel, atau jelly lilin cair yang berfungsi penahan air atau binatang/serangga;
5. Strength member yang berfungsi untuk penguat pada sambungan di-closure;
6. Tube sebagai tempat atau selubung fiber optik yang berfungsi untuk mengelompokkan urutan fiber optik berdasarkan warna dan melindungi fiber optik. Ada dua jenis tube, yaitu loose tube atau tube yang berongga sehingga fiber dapat fleksibel dan tight tube atau tube yang menyatu dengan fiber seperti padapatchcord;
7. Pita binder yang berfungsi untuk penahan air;
8. Filter yang berfungsi untuk memperkuat kabel saat penarikan, dan untuk penahan puntiran;
9. Armouring atau lilitan baja pelindung dalam kabel fiber optik. 

 

1. Bagian dan Fungsi Kabel Optik

Ada dua jenis kabel optik, yaitu loose tube (pipa longgar) dan slot (alur). Pada jenis loose tube, serat optik ditempatkan di dalam pipa longgar yang terbuat dari bahan Polybutylene Terepthalete (PBTP) dan berisi jelly. Pada jenis slot, serat optik ditempatkan pada alur (slot) di dalam silinder yang terbuat dari bahan Polyethylene (PE)

a. Bagian dan Fungsi Kabel Optik Jenis Loose Tube

Serat optik ditempatkan di dalam pipa longgar (loose tube) yang terbuat dari bahan PBTP (Polybutylene Terepthalete) dan berisi jelly. Kabel optik jenis ini, maksimum mempunyai kapasitas 8 loose tube, dimana setiap loose tube berisi 12 serat optik.

Bagian dan fungsi kabel optik jenis loose tube :

1. Loose tube, berbentuk tabung longgar yang terbuat dari bahan PBTP (Polybutyleneterepthalete) yang berisi thixotropicgel dan serat optik ditempatkan di dalamnya;
2. Konstruksi loose tube yang berbentuk longgar tersebut mempunyai tujuan agar serat optik dapat bebas bergerak, tidak langsung mengalami tekanan atau gesekan yang dapat merusak serat pada saat instalasi kabel optik;
3. Thixotropicgel adalah bahan semacam jelly yang berfungsi melindungi serat dari pengaruh mekanis dan juga untuk menahan air;
4. Sebuah loose tube dapat berisi 2 sampai dengan 12 serat optik. Sebuah kabel optik dapat berisi 6 sampai dengan 8 loose tube;
5. HDPE Sheath atau High Density Polyethylene Sheath yaitu bahan sejenis polyethylene keras yang digunakan sebagai kulit kabel optik berfungsi sebagai bantalan untuk melindungi serat optik dari pengaruh mekanis pada saat instalasi;
6. Alumunium tape atau lapisan alumunium ditempatkan di antara kulit kabel dan water blocking berfungsi sebagai konduktivitas elektris dan melindungi kabel dari pengaruh mekanis;
7. Flooding gel adalah bahan campuran petroleum, synthetic dan silicon yang mempunyai sifat anti air. Flooding gel merupakan bahan pengisi yang digunakan pada kabel optik agar kabel menjadi padat;
8. PE Sheath adalah bahan polyethylene yang menutupi bagian central strength member;
9. Central strength member adalah bagian penguat yang terletak ditengah tengah kabel optik. Central Strength Member dapat merupakan: pilinan kawat baja, atau Solid Steel Core atau Glass Reinforced Plastic. Central Strength member mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi yang diperlukan pada saat instalasi;
10. Peripheral Strain Elements terbuat dari bahan polyramid yang merupakan elemen pelengkap optik yang diperlukan untuk menambah kekuatan kabel optik. Polyramid mempunyai kekuatan tarik tinggi.

b. Bagian dan fungsi Kabel Optik Jenis Slot

Serat optik ditempatkan pada alur (slot) di dalam silinder yang terbuat dari bahan PE (Polyethyiene). Pada saat di Jepang telah dibuat kabel jenis slot dengan kapasitas 1.000 serat dan 3.000 serat.

 

 

Fungsi dan bagian-bagian kabel optik jenis slot:

1. Kulit kabel, terbuat dari bahan sejenis polyethylene keras, berfungsi seha. bantalan untuk melindungi;
2. Serat optik dari pengaruh mekanis saat instalasi;
3. Aluran (slot) terbuat dari bahan polyethylene berfungsi untuk menempatkan sejumlah serat. Untuk kabel optik jenis slot dengan kapasitas 1000 sera diperlukan 13 aluran(slot) dan 1 slot berisi 10 fiber ribbons. 1 fiber ribbon berisi 8 serat;
4. Central strength member adalah bagian penguat yang terletak ditengah tengah kabel optik. Central strength member terbuat dari pilinan kawat baja yang mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi yang diperlukan pada saat instalasi.